基于GIS的城市豎向規劃設計方法及研究

董永超

摘要：近年來，中國特色社會主義經濟建設實現了快速健康發展，城鎮化進程不斷推進，提升了我國新型城市工程建設管理水平。在現代城市規劃建設中，城市規劃工程設計技術作為基礎技術的組成部分，發揮著重要而關鍵的作用。然而，傳統建筑中使用的一些設計技術已經不能完全滿足當前的技術要求。因此，為了有效保證當前城市規劃工程設計的科學合理使用，有必要合理使用GIS等技術。基于此，本文首先分析了GIS設計技術在我國城市規劃和建筑設計實際應用中的一些特點，并對其具體技術應用進行了較為詳細的分析，以期為設計專業人員提供參考。

關鍵詞：城市豎向規劃設計;GIS技術;方法及研究

引言：

近年來，中國工業城市化項目建設取得了突出的技術進步，但這種傳統的管理方式在工業城市規劃建設管理中仍被許多地方采用。為了適應我國現代工業城市的快速發展，與時俱進，采用新的技術和方法來提高工作效率是非常必要的。GIS地理信息系統建設工程仍然是一個綜合性的技術過程。在當前城市規劃建設應用中，要充分利用先進的現代地理信息網絡技術，不斷加強地理智能系統建設。

一、GIS系統概述

隨著我國GIS系統等相關科學技術的不斷進步，它已廣泛應用于科學研究的各個方面，以及城市規劃設計中。這一知識體系已經包含了許多相關學科，如城市地圖學、計算機科學技術、與城市調查相關的學科等。其理論內容的全面覆蓋和具體觀察角度的不同特點，有助于城市規劃和建筑設計、交通運輸和土地資源利用管理等方面的實際發展和管理。在其調查數據和統計信息的綜合支持下，可以提高決策和城市規劃設計管理的技術科學水平。

首先，在GIS成像技術、遙感技術和全球定位技術等方面的研究和應用取得了更多新進展。各種信息技術的融合將使GIS技術更好地融合圖形、圖像等傳統電子信息技術，我們可以將地球上其他實體的信息以實時、準確的圖像直接呈現給現代人。其次，對面向對象的地理知識信息服務系統本身的技術進行了升級，借助面向對象的地理知識極大地改善了系統本身的優缺點，數據共享、管理和用戶權限等功能得到了極大的優化。最后，動態虛擬時空與3d技術的融合可以為動態時空綜合體的運營提供更多新的便利。同時，動態GIS與其他模型的相互應用，網絡處理技術與動態虛擬增強現實技術的融合，也在功能方面豐富了其他應用，可以輕松實現正向數據采集、編輯和反向數據轉換，在軟件編程等二次開發應用方面也取得了新的成果。

二、目前豎向規劃面臨的問題

2.1城市建設要求更高

（1）低碳環保要求

豎向空間規劃設計不應僅僅是市場空間規劃策略的被動規劃結果，而應視為以發展目標和當前市場形勢為導向的主動空間規劃。在一個可以預控的空間里，前期的正確規劃可以避免后期不必要的利益糾紛。以前期土方平衡施工為例，如果將前期與后期項目發展規劃同步考慮，可以有效控制后期項目開挖的施工工作量和時間順序，有效減少前期不必要的人力、物力或財力浪費，減少后期長距離大規模土方開挖運輸過程帶來的道路交通和環境保護問題，使建設項目前期施工更加低碳環保。

（2）高品質城市環境的要求

城市景觀豎向空間規劃既要充分考慮不同區域城市排水和防洪安全的整體需求，又要充分考慮自然生態、海綿等的整體要求。對于城市和景觀，又善于從更高的角度考慮整體布局和整體設計的整體城市空間設計水平。目前，我國極端干旱天氣越來越頻繁。許多大中城市的地下排水系統長期經受多重壓力測試，全國許多地方出現了嚴重的內澇，給人們的財產生活和日常工作環境造成了極大的不便。

2.2與城市建設中的其他專項規劃缺乏整合

作為現代城市規劃建設的重要基礎設施規劃，豎向城市規劃體系肩負著從源頭上節約的重要歷史使命。從建設項目的初期規劃設計階段，就要盡可能充分考慮其他城市后續專項規劃中的“互動”，以及規劃實施管理的多功能要求，統籌組織協調。

三、基于GIS系統的城市規劃設計可行性分析

近20年來，城市規劃信息采集、分析、建模、仿真、制圖、傳播等領域取得了長足的發展，整個城市規劃設計方法和技術手段都有了很大的創新。城市規劃信息設計的一個主要特點是所有的規劃信息都需要附加一定的表示空間物體屬性的信息，因此根據信息類型大致可以分為兩類：信息表示一個物體一定的空間屬性位置和形狀，稱為空間信息;由文字和數據組成的非空間信息。GIS本身的空間數據處理結構可以幫助組織和管理空間數據與非城市空間數據之間關系的建立。它具有現代城市規劃和城市空間數據分析的綜合能力，同時能夠使一個GIS系統具備進一步管理和提供分析的空間數據處理能力，能夠很好地滿足當代城市法規的要求。城市規劃工程設計所涉及的城市地理整體信息分析得到的數據精度越來越高，數據分析的精度也越來越高。目前，國內基于城市工程設計和系統制圖的地理軟件已經基本不能滿足這一技術要求，而GIS系統可以實時模擬和全面描述一個城市的多個方面，準確分析和預測一個城市未來的經濟發展趨勢。因此，基于地理信息系統的城市規劃設計將取代現有的模式。

四、基于GIS系統的城市規劃設計

在城市規劃圖設計過程中，需要實時采集和分析大量的城市數據和地理信息，GIS需要實時采集大量的城市地理數據，可以通過城市地圖信息數字化、實測地理數據、實驗地理數據、遙感全球定位系統定量數據、統計普查定量數據、理論信息、地理數據推測和定量估算、地理數據歷史記錄等多種信息渠道獲取。地理信息系統結合混合數據結構和矢量數據結構，可以完整地表達點和線的空間位置和相關性，這對空問網絡分析非常重要。GIS操作復雜，需要專業人員采集地形圖、地籍圖、房產圖等專題地圖。該操作側重于數據收集、分析和管理，從而分析空間數據結構并對空間數據進行分層。

基于GIS的城市規劃設計是以計量經濟學地理學為基礎的。其主要特點是將定量規劃模型與空間表示相結合，建立空間分析模型。將城市規劃的定性和定量分析方法拓展到空間領域。

在基于GIS的城市規劃設計過程中，GIS系統的空間分析方法可以方便地應用于城市規劃設計的各種分析。土地資源的利用和建設可以有效地發揮建設投資的效益和經濟合理性。同時，GIS系統極大地提高了屬性數據庫關系表的信息收集和查詢能力。

五、豎向規劃與海綿城市的融合

在總體規劃區內，可在綠色建筑和住宅小區內設置大量綠色建筑屋頂、透水材料等基礎設施;結合區域整體規劃設置大量海綿綠地和人工水系綠地可用性設施。比如可以結合人工水系和海綿綠地，建立大規模的人工海綿濕地。結合人工水系和綠地雨水回流主管道后，可在入口河口設置大型雨水回流蓄水池，也可在海綿綠地內設置下沉式海綿綠地。道路建筑標高逐漸抬高后，可利用城市道路兩側設置的大型人工湖、濕地等各種海綿式城市節水措施，將雨水資源收集起來，直接流入當地雨水形成蓄水池，實現受低濕度影響的綜合開發。

結束語

豎向建筑空間規劃技術方案設計是目前我國城市總體規劃技術方案設計體系中主要的城市專項規劃之一。與其他同類城市的整體建筑空間規劃設計方案相比，可以直接比作一個整體形成“圖與底”的橫向空間關系，是我國城市空間總體規劃設計方案體系順利組織和有效實施的重要技術保障。與此同時，對于我國城市景觀場地整體排水處理，應注意將我國城市道路整體豎向高度的高程與組團式城市景觀工程建設有序、合理、緊密結合，避免相互沖突，造成城市場地整體排水困難等復雜環境問題。同時要定期采取環保、安全等相關技術配套措施，構建完善的景觀工程設計實施周期和質量安全保障體系，實現我國城市道路土方排水垃圾處理的產生、堆放、轉運、消納等各項功能的動態平衡。

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